We have developed a framework to support development of ontology based Web applications. This framework is composed of a tree-view browser, an attribute selector, the ontology persistence module, an ontology query module, and a utility class that allows the users, to plug-in their own customized functions. The framework supports SPARQL-DL query language. The purpose of this framework is to shield the complexity of ontology from the users and thereby ease the development of ontology based Web applications. Having high quality ontology and using this framework, the end-users can develop Web applications in many domains. For example, a professor can create highly customized study guides; a domain expert can generate the Web forms for data collections; a geologist can create a Google Maps mashup. We have also reported three ontology-based Web applications in education, meteorology and geographic information system.

This thesis reports an ontology-based approach to automatic generation of highly tailored GUI components that can make customized data requests for the end users. Using this GUI generator, without knowing any programming skill a domain expert can browse the data schema through the ontology file of his/her own field, choose attribute fields according to business's needs, and make a highly customized GUI for end users' data requests input. The interface for the domain expert is a tree view structure that shows not only the domain taxonomy categories but also the relationships between classes. By clicking the checkbox associated with each class, the expert indicates his/her choice of the needed information. These choices are stored in a metadata document in XML. From the viewpoint of programmers, the metadata contains no ambiguity; every class in an ontology is unique. The utilizations of the metadata can be various; I have carried out the process of GUI generation. Since every class and every attribute in the class has been formally specified in the ontology, generating GUI is automatic. This approach has been applied to a use case scenario in meteorological and oceanographic (METOC) area. The resulting features of this prototype have been reported in this thesis.

Semantic Web ist eine der größten aktuellen Herausforderungen in der Informatik. Um Daten einem semantischen Wert zuzuweisen, werden Ontologien benutzt. Ontologien definieren und verwalten Konzepte. Letztere beschreiben Objekte, haben Eigenschaften und was hier bedeutender ist, Relationen zueinander. Diese Konzepte und Relationen werden mit Hilfe einer Spezifikation (OWL zum Beispiel) charakterisiert. Diesen Konzepten werden Instanzen zugeordnet. Das heisst, dass beispielweise mit dem Konzept ”Physiker“ die Instanz ”Albert Einstein“ verbunden wird. Um zu erfahren, was ”Albert Einstein“ mit der Stadt Berlin verbindet, gibt es Anfragesprachen, die bekannteste ist SPARQL. Ohne Vorkenntnisse der Struktur einer Ontologie, ist es nicht möglich, präzise Anfragen zu erstellen. Die einzige Möglichkeit herauszufinden was zwei Instanzen verbindet, ist die Nutzung einer SPARQL-Anfrage mit Platzhaltern, also eine Anfrage auf Instanzebene durchzuführen. Es ist viel Aufwand nötig, um eine Anfrage auf Instanzebene zu lösen ohne vorher zu wissen, wie diese Instanzen miteinander verknüpft sein können. Um eine solche Anfrage lösen zu können, müssen alle Relationen, die die erste Instanz betreffen, verfolgt werden, und von den so erreichten Instanzen diesen Vorgang weiterführen, bis die richtige Instanz gefunden wird. Die Instanzebene, auch A-Box genannt, ist die Ebene der tatsächlichen Elemente. Sie enthält zum Beispiel: ”Berlin ist die Hauptstadt von Deutschland“ . Als erstes muss hierbei ”Berlin“ als Instanz des richtigen Konzept erkannt werden. In diesem Fall müsste also ”Berlin“ als eine Instanz des Konzept ”Stadt“ erkannt werden. Die Rückfü ̈hrung zu einem bestimmten Konzept wird in dieser Arbeit als gelöst betrachtet.

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